干旱与干旱风险概论(67张)课件

1、干旱与干旱风险(Drought and Drought Risk)Lei Wen一、认识干旱现象二、干旱 (Drought) 的一般性概念三、干旱定义 (Drought Definition)四、关于四种干旱定义的详细说明报告提纲 2022/8/9五、关于三种干旱类型的说明六、中国规范标准关于干旱的定义七、评估干旱常用的指标体系八、旱灾（Drought Disaster）九、本人的干旱与旱灾观点报告提纲 2022/8/92022/8/9一、认识干旱现象人们对干旱（Drought）既熟悉又陌生。我们通常所说的干旱，其实包括了三种含义：干旱气候（ Climatic Drought）、干旱(Drou

2、ght)和干旱灾害 (Drought Disaster)。 关于干旱概念的科学描述，可以追溯到100多年前，美国Abbe在1894年 Monthly Weather Review (MWR; 每月天气回顾) 杂志上发表的论文，该文分析了1894年美国的大旱，文中首次提出关于干旱的定义，即“长期累积缺雨的结果”(The great drought of 1894, so far as it concerns agriculture, has been but the culmination of a long period of deficient rainfall）。2022/8/9一、认识干

3、旱现象这种关于干旱的认识，一直沿用至今。 随着经济社会的发展，淡水资源日益匮乏，加之气候变化的影响，缺雨和缺水的问题日益严重，人们逐渐将干旱的归因认识由单纯的缺雨向干旱缺水的自然与社会属性的综合影响转变。例如：1978年，Yevjevich 提出干旱的系统观，认为应从自然与社会系统层面认识干旱；1981年，美国农业部提出远不能局限于作物减产认识干旱，而需要从深层次的社会原因认识干旱的观点；2003年，美国气象学会理事会(AMS； American Meteorological Society Council) 将干旱划分为气象干旱、农业干旱、水文干旱与社会经济干旱四种类型，并定义干旱为一个地区

4、的供水量远远小于该地区的平均水平。 再如：2011年，联合国在一份关于风险问题讨论报告中，认为干旱有气象干旱、农业干旱与水文干旱三种类型。 2022/8/9一、认识干旱现象目前被国际权威机构、政府部门和众多学术团体普遍采纳，引用次数较多的干旱概念定义大都源于1959年美国气象学会出版的气象词汇(Glossary of Meteorology，1959) 一书。 该书将干旱定义为: 一段时间内异常的干燥天气、引发了足够长时间的缺水，在受影响地区造成了严重的水文不平衡 (a period of abnormally dry weather sufficiently prolonged for th

5、e lack of water to cause serious hydrologic imbalance in the affected area)。中国有关的规程规范在定义干旱时主要考虑的是缺雨和缺水，例如，国标气象干旱等级（GB/T 20481-2006），国标农业干旱等级定义农业干旱为由外界环境因素造成作物体内水分亏缺，影响作物正常生长发育，进而导致减产或失收的现象。 水利行标旱情等级标准（SL4242008）定义干旱为因降水减少，或入境水量不足，造成工农业生产和城乡居民生活用水需求得不到满足的供水短缺现象。2022/8/9一、认识干旱现象关于旱灾 (Drought Disaster)

6、，国内外的认识比较一致，都认为随着干旱发展，在人类社会暴露度与脆弱性的助推下，对经济社会和生态环境产生了负面影响，形成了灾害，或旱灾。 例如，中华人民共和国抗旱条例将旱灾定义为：由于降水减少、水工程供水不足引起的用水短缺，并对生活、生产和生态造成危害的事件。 国标干旱灾害等级定义干旱灾害为某一时段内的降水量比常年平均降水量显著偏少，导致某一地区的经济活动（尤其是农业生产）和人类生活受到较大危害的现象。联合国的报告对全球干旱风险 (Drought Risk) 研究现状作了如下评估：与热带气旋、洪水风险不同，世人对干旱风险知之甚少，因为，干旱是一种很少能够觉察到的风险，其损失与影响不能系统地掌握，

7、介绍测定干旱危险的全球标准也仅仅起步，资料收集十分困难。 2022/8/9一、认识干旱现象关于旱灾 (Drought Disaster)，国内外的认识比较一致，都认为随着干旱发展，在人类社会暴露度与脆弱性的助推下，对经济社会和生态环境产生了负面影响，形成了灾害，或旱灾。 例如，中华人民共和国抗旱条例将旱灾定义为：由于降水减少、水工程供水不足引起的用水短缺，并对生活、生产和生态造成危害的事件。 国标干旱灾害等级定义干旱灾害为某一时段内的降水量比常年平均降水量显著偏少，导致某一地区的经济活动（尤其是农业生产）和人类生活受到较大危害的现象。联合国的报告对全球干旱风险 (Drought Risk) 研

8、究现状作了如下评估：与热带气旋、洪水风险不同，世人对干旱风险知之甚少，因为，干旱是一种很少能够觉察到的风险，其损失与影响不能系统地掌握，介绍测定干旱危险的全球标准也仅仅起步，资料收集十分困难。 2022/8/9二、干旱 (Drought) 的一般性概念旱灾与旱灾风险是关系十分密切的两个概念，但并非等同的概念。 旱灾指实实在在的灾害结果，有具体的损失和其他影响；旱灾风险不仅要指出一场实实在在的旱灾造成多大损失和其他影响，而且要指出这场灾害发生的可能性有多大（概率多大）。 一、认识干旱现象二、干旱 (Drought) 的一般性概念三、干旱定义 (Drought Definition)四、关于四种干

9、旱定义的详细说明报告提纲 2022/8/92022/8/9二、干旱 (Drought) 的一般性概念干旱（Drought）往往和缺雨（Rainfall Deficiency）或缺水 (Water Scarcity) 联系在一起。干旱缺乏一种可以被直接观察、测量和分析的特征要素（例如描述洪水的要素水位、流量），往往是通过间接感受，察觉到某些端倪（例如饮水困难、农作物枯萎等），才了解到干旱已经发生了。 干旱的发生，有如一场慢性病的发作，这使得人们很难对干旱作出清晰、定量和严谨的描述和研判。 同时不同社会背景及专业学科，对干旱的认识和理解也不尽相同，这也增加了为干旱下普遍定义的困难。国内外目前对干旱

10、现象较为普遍的认识和理解是，干旱是在一定地区、一段特定时间内，在近地表生态系统和社会经济系统中，发生的一种水分缺乏的自然现象，干旱的本质就是缺水，就是因缺水而引发的一种供需关系失衡现象。 一、认识干旱现象二、干旱 (Drought) 的一般性概念三、干旱定义 (Drought Definition)四、关于四种干旱定义的详细说明报告提纲 2022/8/92022/8/9三、干旱定义 (Drought Definition)干旱词汇在英文里有两个，一是 Drought, 二是 Aridity；但在用法上，却有着严格的区分。 Drought 用于表示一个地点时序上的干旱情况，例如，我们发现近几年我

11、国云南地区干旱严重，是指相对于云南地区多年平均干湿情况而言出现了严重旱情；而在比较地区间的干旱程度时，则用 aridity 词汇，例如，我国西部和华北地区相对于我国南部地区而言，干旱许多。 国外针对上述两种干旱情况分别采用“drought” 和“aridity” 表示，国内则通用“干旱”一个词。 因此有专家建议将“drought” 译作”干旱“，而将“aridity” 译作“干燥”。 不过由于干旱一词已在我国通用，除需要说明外，将“drought” 和“aridity” 都称作“干旱”也未尝不可。2022/8/9三、干旱定义 (Drought Definition)3.1 从系统层面定义干旱

12、1978年，Yevjevich 提出用系统的观点考虑干旱问题，他认为干旱的物理特性源于大气海洋陆面系统，干旱的物理特征受到自然环境控制。干旱事件是自然环境系统与社会系统的输入。干旱事件特征、自然环境系统和社会系统的集合和相互作用，就对自然环境系统与社会系统产生了影响。于是社会系统立即作出响应，以减缓和减轻与干旱有关的影响。这种观点反映了社会对干旱的影响。1981年，美国农业部关于次撒哈拉非洲粮食问题与展望的报告中提出了类似的概念，即干旱是天气（或气候）现象的一部分。 将天气现象严格地定位在自然现象范畴，其起源与影响都和社会因素无关。但是，天气现象或干旱的影响远远不局限于作物产量，其社会因素在评

13、定关于干旱及其类型与量级影响的社会脆弱性方面具有同等的重要意义。2022/8/9三、干旱定义 (Drought Definition)3.2 美国气象学会理事会的四种干旱定义 2003年，美国气象学会理事会提出了气象干旱、农业干旱、水文干旱与社会经济干旱等四种干旱类型观点。 2005年，美国国家减灾中心主任维尔赫特（D.A. Wilhite）等完整地对干旱与旱灾作了详细的诠释。 Wilhite 等接受了Yevjevich 的系统概念，认为干旱是一种难以捉摸的自然危险（Hazard），是正常气候的一部分，世界各地都会发生。 不能把干旱仅仅当作一种自然现象来看待；相反，它是由自然事件和人类对水资源

14、需求间的影响产生的。 当缺乏足够的减灾措施时，它会给人类社会带来严重的负面影响，并会演变成一场灾害 (Disaster)。 干旱的定义有很多种，期望有一种可以被普遍接受、且能全球通用的定义是不现实的。2022/8/9三、干旱定义 (Drought Definition)3.3 联合国GAR11报告中的三种干旱定义 2011年，联合国在关于降低灾害风险全球评估剖析风险、重新定义的发展报告第3章“干旱风险”中，表达了对干旱风险的看法，提出用三种干旱类型诠释干旱，这三种类型干旱是气象干旱、农业干旱与水文干旱，没有包括社会经济干旱。联合国的报告对全球当前干旱研究水平作了如下评估：与热带气旋、洪水风险不

15、同，世人对干旱风险知之甚少，因此，干旱是一种很少能够觉察到的风险，其损失与影响不能系统地掌握，介绍测定干旱危害的全球标准也仅仅起步，资料收集十分困难。2022/8/9三、干旱定义 (Drought Definition)一些个例表明，干旱风险似乎和一段时间内多种驱动因素有关，而对干旱的影响仅仅部分由于缺少降雨引起。 其它驱动因素包括贫穷、农村脆弱性；因城市化、工业化、农业综合企业的发展而增加对水的需求；土壤退化与水管理；缺乏管控，以及气候变率和变化。 这些驱动因素逐渐增加脆弱性与暴露度，并将干旱危险转变为干旱风险。一、认识干旱现象二、干旱 (Drought) 的一般性概念三、干旱定义 (Dro

16、ught Definition)四、关于四种干旱定义的详细说明报告提纲 2022/8/92022/8/9四、关于四种干旱定义的详细说明4.1 美国气象学会理事会2003年的说明4.1.1 气象干旱（Meteorological Drought） 广义的气象干旱在气象学上有两种含义：一是干燥（Aridity）或气候干旱(Climatic Drought); 另一个是大气干旱（Atmospheric Drought），多数情况下所说的气象干旱（Meteorological Drought）通常都是指后者。干燥或气候干旱是在某一固定地区，蒸发量比降水量大得多的一种气候现象，即使在最湿润的时期仍然是非

17、常干， 因此干燥是绝对的少雨状态。 气候干旱与特定的地理环境和大气环流系统紧密相联。 例如中国的干燥气候区包括西北地区大部，内蒙古西部和西藏北部。 这里的自然景观是极端干燥的沙漠和戈壁。与气候干旱不同，气象干旱（Meteorological Drought）是指某一地理范围，在某一具体时段内的降水量比多年平均降水量显著偏少，水分支出大于水分收入而造成的水分短缺现象。2022/8/9四、关于四种干旱定义的详细说明中国的规程规范亦有类似的干旱定义，例如，中国气象干旱等级国家标准将气象干旱定义为：某时段由于蒸发量和降水量的收支不平衡，水分支出大于水分收入而造成的水分短缺现象。 水利行标旱情等级标准关

18、于“干旱 (Drought)” 的定义为：因降水减少，或入境水量不足，造成工农业生产和城乡居民生活用水需求得不到满足的供水短缺现象。因相对降水短缺现象所引发的气象干旱，不仅经常发生在干燥气候区，而且也时常发生在湿润、半湿润、半干燥气候区。 气象干旱的发生区域遍布全球，甚至在通常水量丰沛地区，也常常因为一时的气候异常、降水严重不足而引发气象干旱。 但是干旱不一定每年都会发生。 2022/8/9四、关于四种干旱定义的详细说明4.1.2 农业干旱（Agricultural Drought） 农业干旱（Agricultural Drought）以土壤含水量和植物生长状态为特征，是指在农业生长季节内，因

19、长期无雨、少雨造成气象干旱，导致水量供需失衡，土壤缺水，农作物体内水分亏缺、生长发育受到抑制，进而造成明显减产甚至绝收的农业现象。 同样，中国国家标准农业干旱等级（征求意见稿）也将农业干旱作了类似定义，即：由外界环境因素造成作物体内水分亏缺，影响作物正常生长发育，进而导致减产或失收的现象。2022/8/9四、关于四种干旱定义的详细说明农业干旱涉及到土壤、作物、大气和人类对水资源利用等多方面综合因素，不仅是一种物理过程，而且也与作物本身的生物过程等有关。 农业干旱具有季节性、区域性、随机性、时间与空间的连续性等特征。 农业干旱的判断，往往是通过土壤墒情状况来实现的。 气象干旱是农业干旱的先兆，降

20、水与蒸发不平衡使得土壤含水量下降、供给作物水分能力减弱，最终影响到农作物的正常生长发育、成熟和收获。 在灌溉设施不完备的地区，气象干旱是引发农业干旱的最重要因素。2022/8/9四、关于四种干旱定义的详细说明4.1.3 水文干旱（Hydrological Drought）水文干旱（Hydrological drought）侧重于地表或地下水的短缺，是指因降水长期短缺而造成某段时间内地表水或地下水收支不平衡，出现水分短缺，使得河川径流量、地表水、水库蓄水和湖水水位等低于其正常值的现象。 美国著名水文学者 Linsley 等把水文干旱定义为: 某一给定的水资源管理系统下，河川径流在一定时期内满足不

21、了供水需要（the hydrological drought is defined as a period during which stream flows are inadequate to supply established used under given water management system）。2022/8/9四、关于四种干旱定义的详细说明水文干旱往往与大型水体水量的供给能力紧密相连。 如果在一段时间内，河流、湖泊、水库、水塘等水体的水位偏低，水位或流量持续低于某一特定的阀值，则认为发生了水文干旱，阀值的选择可以依据水位或流量的变化特征，或者根据需水量来确定。 和气象干旱

22、与农业干旱相比，水文干旱出现较慢，例如降水的减少甚至有可能在半年内都不会导致径流量的明显下降。 这种惰性也意味着水文干旱会比其它两类干旱持续的时间更长。2022/8/9四、关于四种干旱定义的详细说明4.1.4 社会经济干旱（Socioeconomic Drought）中国气象学会定义社会经济干旱为：社会经济干旱指在自然系统与人类社会经济系统中水资源供需不平衡造成的异常水分短缺现象。 社会对水的需求通常分为工业需水、农业需水和生活与服务行业需水等。 如果需大于供，就会发生社会经济干旱。气象干旱、农业干旱和水文干旱都会对社会经济产生影响，造成社会经济干旱。 社会经济干旱是气象干旱、农业干旱、水文干

23、旱的综合效应。2022/8/9四、关于四种干旱定义的详细说明4.2 四种干旱类型的关系在上面讨论的4种干旱类型中，气象干旱是一种自然现象，最直观的表现在降水量的减少，而农业、水文和社会经济干旱更关注人类和社会方面。 气象干旱是其它3种干旱类型的基础。 由于农业、水文和社会经济干旱的发生受到地表水和地下水供应的影响，其发生频率小于气象干旱。 当气象干旱持续一段时间，就有可能发生农业、水文和社会经济干旱，并产生相应的后果。 经常是在气象干旱发生几周后，土壤水分不足导致农作物、草原和牧场受旱才表现出来。几个月的持续气象干旱才导致江河径流、水库水位、湖泊水位、地下水位下降，出现水文干旱。 当水分短缺影

24、响到人类生活或经济需水时，就发生社会经济干旱。 地表水与地下水系统水资源供应量受其管理方式的影响，使得降水不足与主要干旱类型的直接联系降低。 例如，在发生气象干旱后，假如能及时为农作物提供灌溉，或采取其他农业措施保持土壤水分，满足作物需要，就不会形成农业干旱。 但在灌溉设施缺乏或不完备的地方，气象干旱是引发农业干旱的最重要因素。五、关于三种干旱类型的说明六、中国规范标准关于干旱的定义七、评估干旱常用的指标体系八、旱灾（Drought Disaster）九、本人的干旱与旱灾观点报告提纲 2022/8/92022/8/9五、关于三种干旱类型的说明联合国2011年报告GAR11对干旱风险作了说明，并

25、提出用三种干旱类型诠释干旱，这三种类型干旱是气象干旱、农业干旱与水文干旱，没有将社会经济干旱列为干旱类型。报告认为，干旱风险似乎和一段时间内多种驱动因素有关而使干旱的影响仅仅部分由于缺少降雨引起。 这些驱动因素包括贫穷、农村脆弱性；因城市化、工业化、农业综合企业的发展而增加对水的需求；土壤退化与水管理；缺乏管控，以及气候变率和变化。 这些驱动因素逐渐增加脆弱性与暴露度，并将干旱危害转变为风险。 干旱风险的驱动因素 (Drought Risk Drivers）将干旱危险转变为干旱风险主要是增加了脆弱性与暴露度，驱动因素主要包括：减少降雨，气候变率与气候变化；贫穷与农村脆弱性；由于城市化、工业化和

26、农业企业增长而导致对水需求的增加；水土资源管理失当；风险管控薄弱或低效。五、关于三种干旱类型的说明六、中国规范标准关于干旱的定义七、评估干旱常用的指标体系八、旱灾（Drought Disaster）九、本人的干旱与旱灾观点报告提纲 2022/8/92022/8/9六、中国规范标准关于干旱的定义6.1 国标气象干旱等级的定义干旱可分为气象干旱、农业干旱、水文干旱和经济社会干旱等。 气象干旱是其它专业干旱研究和业务的基础。 气象干旱等级划分为无旱、轻旱、中旱、重旱和特旱。 可适用于气象、水文、农业、林业、社会经济等行业从事干旱监测、评估部门使用。干旱风险的驱动因素 (Drought Risk Dr

27、ivers）将干旱危险转变为干旱风险主要是增加了脆弱性与暴露度，驱动因素主要包括：减少降雨，气候变率与气候变化；贫穷与农村脆弱性；由于城市化、工业化和农业企业增长而导致对水需求的增加；水土资源管理失当；风险管控薄弱或低效。气象干旱 (Meteorological Drought）指某时段由于蒸发量和降水量的收支不平衡，水份支出大于水份收入而造成的水份短缺现象。 采用标准化降水指数（SPI）监测与评估当地的干旱状况。 标准化降水指数是表征。2022/8/9六、中国规范标准关于干旱的定义6.2 水利行标旱情等级标准(SL424-2008)关于干旱与旱情的定义6.2.1 干旱 (Drought)因降

28、水减少，或入境水量不足，造成工农业生产和城乡居民生活用水需求得不到满足的供水短缺现象。6.2.2 旱情 (Drought Severity)干旱的表现形式和发生发展过程，包括干旱历时、影响范围、发展趋势和作物受旱程度等。6.2.2.1农业旱情 (Agricultural Drought)农作物受旱状况，即土壤水分供给不能满足农作物发芽或正常生长要求，导致农作物生长受到抑制甚至干枯的现象。 农业旱情评估针对不同情况可采用：土壤墒情法、降水量距平法、连续无雨日数法、缺水率法、断水天数法等。2022/8/9六、中国规范标准关于干旱的定义6.2.2.2 牧业旱情 (Pasture Drought) 6

29、.2.2.3 城市旱情 (Urban Drought) 6.2.2.4 区域农业旱情 (Regional Agricultural Drought)某一区域内干旱对农业生产影响的总体情况，包括作物受旱面积及受旱程度。 区域农业旱情指数法是根据不同旱情等级的作物及其相应受旱面积，计算得到区域农业旱情指数，进而判别区域农业旱情等级的方法。6.2.2.5 区域综合旱情 (Regional Comprehensive Drought) 某一区域内干旱对农牧业生产和城乡居民生活用水影响的综合状况。 通过对区域农业旱情、牧业旱情或农牧业综合旱情与相应区域因旱饮水困难相比较，取等级最高者作为该区域综合旱情的

30、判定等级。2022/8/9六、中国规范标准关于干旱的定义6.2.2.6 城市干旱缺水率 (Urban Water Deficiency Ratio Caused by Drought) 某一区域内干旱对农牧业生产和城乡居民生活用水影响的综合状况。 通过对区域农业旱情、牧业旱情或农牧业综合旱情与相应区域因旱饮水困难相比较，取等级最高者作为该区域综合旱情的判定等级。6.2.2.7 旱情频率 (Drought Frequency)某一等级旱情在多年中平均出现的机会，即多年之内，某一区域出现某一等级旱情的次数与该区域发生旱情的总次数的比值，以百分率（%）表示，其倒数表示多少年一遇。 本人认为：这个干旱

31、频率定义有问题, 某一等级干旱次数占总干旱次数之比只能代表频次，其倒数不能代表多少年一遇，只有按“年老大”选样法统计干旱次数才符合要求。2022/8/9六、中国规范标准关于干旱的定义6.3 国标农业干旱等级关于干旱的定义农业干旱 (Agricultural Drought) 指由外界环境因素造成作物体内水分亏缺，影响作物正常生长发育，进而导致减产或失收的现象。五、关于三种干旱类型的说明六、中国规范标准关于干旱的定义七、评估干旱常用的指标体系八、旱灾（Drought Disaster）九、本人的干旱与旱灾观点报告提纲 2022/8/92022/8/9七、评估干旱常用的指标体系7.1 美国国家干旱

32、减灾中心 (NDMC) 、海洋大气局 (NOAA) 、农业部 (USDA) 应用的指标降水量百分率或降水量距平百分率指标、 降水量分位数方法、假定降水量符合某种概率分布函数, 然后做标准化变换得到的指数、湿润度和干燥度指标、以土壤水分平衡为基础导出的干旱指标、综合指数7.2 中国应用的指标 7.2.1 气象干旱我国气象干旱等级标准规定采用降水量距平百分率、相对湿润指数、标准化降水指数、土壤相对湿度干旱指数、帕黙尔干旱指数和综合气象干旱指数表征气象干旱。2022/8/9七、评估干旱常用的指标体系7.2.2 农业干旱（Agricultural Drought）农业干旱等级中规定采用的农业干旱指标有

33、以下若干个：降水量距平百分率、土壤相对湿度、连续无有效降水（降雪、积雪）日数、水田连续断水日数、作物水分亏缺指数、综合农业干旱指数。7.3 干旱指标应用实例 7.3.1 IPCC第四次报告利用PDSI对全球干旱进行评估 7.3.2 Wen/吴利用SMAPI指数模拟加拿大和中国土壤干旱Wen等/吴志勇等利用SMAPI(土壤含水量距平指数）应用于加拿大和中国部分地区，取得了较好的效果。 对加拿大草原省2002年4月20日3层土壤和4月全月1m土层的土壤缺水程度，用SMAPI指数作了模拟，其分布如下图所示，图中按颜色深浅表示干旱严重程度，与实际对照，比较接近。2022/8/9七、评估干旱常用的指标体

34、系Wen等研发的加拿大大草原干旱实时监测和预报系统2022/8/9七、评估干旱常用的指标体系吴等对2002年山东省某地区大旱范围的时程变化进行了模拟对比，如下图所示。 1m土层的SNAPI值的变化与实际受旱面积的变化十分接近2022/8/9七、评估干旱常用的指标体系吴等为中国2010年西南严重干旱事件所做的35-d 实时预报和检验 五、关于三种干旱类型的说明六、中国规范标准关于干旱的定义七、评估干旱常用的指标体系八、旱灾（Drought Disaster）九、本人的干旱与旱灾观点报告提纲 2022/8/92022/8/9八、旱灾（Drought Disaster）8. 旱灾（Drought D

35、isaster）8.2 我国有关规程规范关于旱灾的定义8.2.1中华人民共和国抗旱条例的定义指由于降水减少、水工程供水不足引起的用水短缺，并对生活、生产和生态造成危害的事件。8.2.2 国标干旱灾害等级的定义 指某一时段内的降水量比常年平均降水量显著偏少，导致某一地区的经济活动（尤其是农业生产）和人类生活受到较大危害的现象。2022/8/9八、旱灾（Drought Disaster）8.3 联合国2011年关于降低灾害风险全球评估报告（GAR11）中的旱灾定义8.3.1 旱灾风险 （Drought Risk）灾害风险（Disaster Risk）定义为危害（Hazard）、暴露度（Exposu

36、re）与脆弱性（Vulnerability）的函数，用损失概率表示。 GAR11 报告基于以下风险公式用统计回归模型对地球表面不同地区各类灾害风险等级进行了计算： 风险 = 危害 暴露度 脆弱性 (Risk = Hazard Exposure Vulnerability)2022/8/9八、旱灾（Drought Disaster）尽管该模型已成功应用于飓风、洪水、滑坡与地震并得到了可信的结果，但有证据表明该模型还不能解决旱灾的风险评估问题，这是因为：上式中的危害性可以被模拟（如标准降水指数SPI），人口、作物的暴露度也能被模拟（如应用GRUMP或 LANDSAT等卫星数据），社会经济指标也可提

37、供脆弱性指标；但却需要损失数据才能估计实际的风险。 有人曾用死亡率来率定旱灾风险回归模型，结果发现死亡率与危险性（气象旱灾）和暴露度之间的相关性非常弱。GAR09报告含有许多非洲资料，表明大多数旱灾不会引起大规模死亡，但却对社会经济产生了重大影响，包括消费下降、贫穷增加，与健康、教育和生产有关的人类发展指标恶化。 这些影响不仅与旱灾风险有关，而且与受影响人口的恢复力有关。 不过，各国几乎都没有这些关于受影响的数据。 表明这些数据无法被用于率定风险的回归模型。2022/8/9八、旱灾（Drought Disaster）确定旱灾面临以下挑战： （1）难以表征干旱灾害（气象旱灾）一些指标用来识别和评

38、估包括旱情严重程度、旱灾的地理分布、持续时间、旱灾形态（旱情内部严重程度的变化）在内的旱情很困难，因此，旱灾往往和其它半干旱现象相混淆。（2）难以描述农业系统和人居环境的暴露度及其它特征计算遭受旱灾的作物面积相对容易，但受旱影响的农业区域可能会位于数百公里以外。（3）难以描述和计算脆弱度的特殊性 脆弱性包括作物类型、种子品种、土壤条件、流域生态系统服务调节功能（如森林、湿地）、可利用的地下和灌溉系统。 农民的一般生产经验、可获得的信息和早期预警。 这些因素地区差异很大，很难用全球数据描述和计算。（4）难以率定和计算抵抗旱灾风险的能力作物与牲畜的损失与水资源短缺对贫穷、生产力和人类发展产生影响，

39、与不同社会经济条件下不同的应对能力有关，这是计算的难点。 地震造成的影响可用死亡率和倒塌建筑物来计算，但旱灾的影响具有扩散性、非结构性和不易识别性。 旱灾的影响通常局限于特定的微观研究。 此外，在气象旱灾结束后，其长期影响还可能会延续到未来。2022/8/9八、旱灾（Drought Disaster）8.4 我国学术界关于旱灾的定义8.4.1中国水旱灾害关于旱灾的定义 干旱现象从水资源角度来说，是供水不能满足正常需水的一种不平衡的缺水情势，这种负的不平衡在超过一定界值后，将对城乡生活和工农（牧）业生产产生不利的影响，形成干旱灾害。8.4.2中国（1949-2000）历史干旱关于旱灾的定义 采用

40、中国水旱灾害中的定义。 8.4.3中国抗旱战略研究关于旱灾的定义 采用中华人民共和国抗旱条例中的定义。2022/8/9八、旱灾（Drought Disaster）8.4.4 张强等关于旱灾的定义 旱灾指某一具体的年份、季和月的降水量比常年平均降水量显著偏少，导致经济活动（尤其是农业生产）和人类生活受到较大危害的现象。 旱灾在干旱、半干旱气候区和在湿润半湿润气候区都有可能发生，尤其是在干旱、半干旱气候区，由于降水量的年际变化特别大，降水量显著偏少的年份较多，旱灾发生的频率高。 8.4.5 唐明等关于旱灾的定义 干旱和旱灾是两个不同的科学概念。干旱是指一个较长的时间内无雨或者少雨, 造成淡水总量少

41、, 不足以满足人类生存和经济发展的客观现象。 通常以降水、蒸发等气象参数, 以及河川径流、含水层水位降落等水文参数的变化来表征干旱的强度。旱情是人类及人类社会的集合体( 承灾体) 受到干旱这一客观现象的作用以后, 所呈现出的一种状态。 通常以土壤含水量、植物需水量等农业参数, 以及人畜饮水困难人口比例、供水保证率等社会参数的变化来表征旱情的轻重。2022/8/9八、旱灾（Drought Disaster）旱灾风险由致灾因子的危险性、孕灾环境的脆弱性和承灾体的易损性三个因素以及由此导致的旱灾灾情所共同组成的宏观结构。 致灾因子的危险性(干旱危险性) 可由某些干旱强度指标的概率分布函数表示。 例如

42、,淮北地区宿州站某年分旬降水距平的频率曲线定量描述了该站当年的干旱危险性。 孕灾环境的脆弱性受到水系、自然地理和气候等因素的影响, 还受到风险区内人口分布、产业结构、经济发展水平、防旱抗旱基础设施及保障体系建设、防旱抗旱意识等因素的影响。 承灾体的易损性既反映了承灾体易于受到干旱的损伤或破坏的特性, 又反映了各类承灾体对干旱的承受能力。 例如,水稻、小麦等农产品的承灾体易损性就是指它们的生育期、缺水程度、缺水历时等减产影响因子与这些农产品减产率之间的函数。 旱灾灾情是指具有一定脆弱性的孕灾环境里的承灾体在受到某一强度的干旱影响后所呈现出的一种状态, 通常以旱灾损失的概率分布函数来表示, 它是干

43、旱危险性、环境脆弱性与承灾体易损性的复合函数, 反映了特定频率干旱强度所导致的可能损失。从系统工程的角度看, 旱灾风险可作为一个系统, 其系统输入为干旱危险性, 其系统转换为环境脆弱性和承灾体易损性, 而其系统输出就是旱灾灾情。2022/8/9八、旱灾（Drought Disaster）唐明等仿照凯博兰（S. Kaplan）和盖瑞克（B.J. Garrick）/刘新立关于水灾风险的定义建立了旱灾风险定义：式中： Drought Risk代表旱灾风险, Si表示第i个有害事件, i表示第 i个有害事件发生的频率, Pi(i)表示第i个事件发生频率为i的可能性(概率), Xi表示第 i个事件的结果

44、, Pi(Xi)表示第 i个事件的结果为Xi的可能性(概率)。 五、关于三种干旱类型的说明六、中国规范标准关于干旱的定义七、评估干旱常用的指标体系八、旱灾（Drought Disaster）九、本人的干旱与旱灾观点报告提纲 2022/8/92022/8/9九、本人的干旱与旱灾观点干旱、干旱风险、旱灾与旱灾风险确实要比洪水、洪水风险、洪灾与洪灾风险复杂得多。 洪水一般可以让人们直观地觉察到，干旱却很难。 洪水可以用洪峰、洪量加以量化，干旱却很难找到确切的、具有一般性意义的指标将干旱予以量化。 因此，定义干旱、旱灾较定义洪水、洪灾难度大得多。定义干旱既要有科学性，也要有实用性。 既要讲清干旱的科学

45、意义，也要讲清在实际中如何根据干旱定义，监测与评估干旱。 本人赞同气象干旱、农业干旱与水文干旱三种干旱的提法。 因为与缺雨缺水等自然旱象的关联性逐渐减少 气象干旱 农业干旱 水文干旱2022/8/9九、本人的干旱与旱灾观点联合国GAR11报告仅仅将干旱归为三类，即：气象干旱、农业干旱与水文干旱。干旱分为三类的提法较为适宜，因为，社会经济干旱已完全进入人类社会范畴，已经是干旱造成的结果了，称为旱灾可能更为妥当。事实上，2011年，D.A. Wilhite 已经改变了他原先关于四种干旱的观点，也将干旱分为三类，即：气象干旱、农业干旱与水文干旱，而将社会经济干旱归于干旱的影响，见下图所示。2022/

46、8/9九、本人的干旱与旱灾观点(4) 干旱监测与评估指标 气象干旱可以选用标准化降水指数（SPI）、帕莫尔干旱指数（PDSI）。 农业干旱根据当地条件选用土壤水盈亏指数（SMAPI）、气温距平指数、蒸发量距平指数、土壤墒情指数、降水量距平指数、连续无雨日数、缺水率法、断水天数等。 水文干旱可以选用降水量距平指数、连续无雨日数、土壤水盈亏指数（SMAPI）、气温距平指数、蒸发量距平指数、天然径流深距平指数、缺水率、断水天数等。 目前采用的指标是以反映天然降水变异情况的参数为主，如时段降水量、降水距平百分比、降水成数（几成的意思）、帕尔默干旱指数、标准化降水指数等。由于各地自然条件不尽相同，难以制

47、定统一的干旱标准，地区之间干旱缺乏可比性。2022/8/9九、本人的干旱与旱灾观点(5) 干旱风险 由干旱定义可知，干旱驱动的后果是农业与水文缺水，形成了干旱危险；干旱驱动与人类活动相结合，在社会载体暴露度与脆弱性的催化下，形成了变化万千的旱灾后果（主要是损失与其他影响等灾情）。 干旱演变成旱灾的后果即干旱造成人畜生命伤亡、工农业生产损失、生态环境恶化（如沙漠化、荒漠化）等灾害。 总之，干旱是驱动因子，在人类活动与暴露度、脆弱性等因素的助推下，给经济社会与环境造成了灾害，或旱灾。 上式表示的是次干旱风险，为了表征一个地区气候意义上的干旱风险，往往采用期望干旱风险EAD，定义为： 期望干旱风险(

48、EAD) 期望干旱后果，期望干旱频（概）率 计算时，首先绘制缺水率与相应频率的缺水率频率曲线，然后按下式计算期望干旱风险EAD。 2022/8/9九、本人的干旱与旱灾观点(6) 旱灾 根据风险定义，风险乃危险事件与事件发生频（概）率的集合，干旱风险可定义为干旱后果及其发生频率（概）率的集合。干旱后果发生频（概）率，即用以监测与评估干旱的指标发生频率，可根据资料统计求得；干旱后果即干旱造成的缺水现象，一般用缺水率表征，亦可根据资料统计求得。 干旱后果应与评估干旱后果的指标匹配。 例如农作缺水应与作物缺水率或土壤缺水率匹配，缺水率与缺水率频率的集合即构成干旱风险： (7) 旱灾风险旱灾与旱灾风险是

49、关系十分密切的两个概念，但并非等同的概念。 旱灾指实实在在的灾害结果，有具体的损失和其他影响；旱灾风险不仅要指出一场实实在在的旱灾造成多大损失和其他影响，而且要指出这场灾害发生的可能性有多大，（概率多大）。例如，历史上一场损失十分严重的旱灾，农作物大部分绝收，人畜饮水极其困难，饿殍遍野，对社会和生态环境造成极大的冲击和损害，人们认为这是一场极其严重的旱灾，旱灾风险很高；但是，由于现今旱灾管理十分得力，发生历史上这种旱灾的概率极小，人们就说今天发生这种旱灾的风险很低。因此，区分旱灾与旱灾风险是十分必要的。2022/8/9九、本人的干旱与旱灾观点从风险角度认识旱灾，要从两个方面入手，一方面分析形成

50、旱灾最本质的致灾因素，即区域内干旱的的危险性（Hazard）和受灾体的暴露度（Exposure）与脆弱性（Vulnerability）。 另一方面是分析旱灾发生的可能性。 所谓干旱危险，是指干旱的发生、发展对社会、经济及自然环境系统产生的危害。 干旱风险则是这种干旱危险发生的可能性。 当干旱危险造成的影响和危害的可能性变为现实，出现了损失及其他影响等灾情，干旱风险才可能转变为旱灾风险。 旱灾发生的可能性，或发生概率由于其过于复杂，为了实用，可以用农业干旱或水文干旱危险的发生概率替代。 例如，土壤水低到何种程度的概率是多少，江河水位低到什么程度的概率是多少等等。2022/8/9九、本人的干旱与旱

51、灾观点(8) 从干旱危险到旱灾风险的复杂历程 从系统工程的角度看，可将干旱灾害风险视作一个系统，系统输入为缺雨和干旱危险，当与系统提供的孕灾条件（即承灾体的脆弱度和暴露度）相结合，即可能产生系统的中间输出旱灾灾情（损失及影响）。 在旱灾管控的作用下，系统的最终输出即为旱灾风险，从缺雨和干旱危险到旱灾风险的过程可用下面框图示意：2022/8/9九、本人的干旱与旱灾观点2022/8/9九、本人的干旱与旱灾观点由以上框图可知，旱灾形成过程大致可分为四个阶段：第一是气象干旱阶段，第二是农业与水文干旱危险阶段，第三是干旱风险阶段，第四是旱灾风险阶段。 1） 缺雨导致气象干旱，但气象干旱本身并非危险，这是

52、形成旱灾的第一阶段（干旱前兆阶段）。2）当土壤水减少到不能满足农作物、牧草等的需要，形成农业干旱；当江河湖库水位降低到不能满足人类社会和经济发展及生态环境对水的需求，形成水文干旱。农业干旱和水文干旱形成干旱危险（Drought Hazard），是一种可能影响社会的潜在危险（Potential Hazard），是形成旱灾的第二阶段，即干旱危险阶段（干旱危险孕育阶段）。2022/8/9九、本人的干旱与旱灾观点3）当农业干旱与水文干旱同人类及其资产的暴露度和脆弱性等致灾和孕灾因子相结合，同时又缺失有效的政策和管控，就会产生旱灾损失，或产生其他影响的可能性，是形成旱灾的第三阶段，即干旱风险阶段（干旱风险孕育阶段）。 4）当干旱产生了实实在在的结果（Consequence